定向井基本知识及防碰知识(20200920091155)

6定向井

概述
定向井涉及的关键技术：
工具：造斜（增、降、稳斜）工具、扭方位工具。仪器：测斜仪。施工经验。
第二节
定向井井身剖面设计
第二节
定向井井身剖面设计
主要内容：
•基本概念
•井身剖面设计原则
造斜点井眼曲率最大井斜角
•剖面类型
•设计方法
第二节
定向井井身剖面设计
目的：
• 选择满足要求的井身剖面类型 • 设计剖面结构参数
4、轨迹控制——测斜、实钻井眼位置计算、钻具组合调整计算、轿正井眼设计。增斜、稳斜、降斜、扭方位。
概述
定向井涉及的关键技术：
计算：（计算机技术）
轨迹设计、钻具设计、轨迹预测、定向参数。
从井口到目的点，要有不同的井段连接，有增斜与降斜要求，而造斜能力受工具和工艺水平的限制，同时还应考虑如何安全钻进。故必须设计井眼轨迹。
定向井的基础知识
1.定向井的概念及主要类型：
特殊工艺井是指除常规钻井工艺所钻直井之外其它井的总称，主要包括定向井、丛式井、水平井、大位移井、侧钻井、分支井、径向水平井、小井眼井、柔性管钻井及欠平衡压力钻井等。
定向井与丛式井
水平井
大位移井
侧钻井
分支井 (多底井)
2.发展特殊工艺井的目的
井眼轨迹的基本概念

磁偏角真方位与磁方位的换算真方位角＝磁方位角＋东磁偏角真方位角＝磁方位角－西磁偏角
3－基本概念
垂深（Vertical depth or True vertical depth）: 垂深即测点的垂直深度，垂是指井身上任一点至井口深所在水平面的距离。其测量单位为米。水平位移（Displacement or Closure distance）：即井眼轴线某点在水平面上的投影至井口的距离，也称闭合距。其测量单位为米。

定向井基础

定向侧钻是在已钻主井眼内，按预定方向和要求侧钻一口新井的工艺过程。根据侧钻的目的可分为纠斜侧钻、避开落鱼侧钻、二次完井侧钻等。根据侧钻方法可分为套管开窗侧钻和裸眼侧钻。套管开窗侧钻又有套管段铣和斜向器开窗之分。
22.10.2020
-----精品文档------
8
按一个井场或平台钻井数可分为：
定向井工艺
22.10.2020
-----精品文档------
1
目录
一、定向井基本知识
二、水平井简介
三、定向井技术要求和注意事项
四、螺杆钻具
22.10.2020
-----精品文档------
2
一、定向井基本知识
22.10.2020
-----精品文档------
3
一、定向井基本知识
（一）、定向井的应用：定向井的应用归纳起来有以下几个方面：
22.10.2020
-----精品文档------
5
按设计井眼轴线形状分：
1、两维定向井：是指井眼轴线形状只在某个铅垂平面上变化的定向井，它们的井斜角是变化的，而方位角是不变的。
2、三维定向井：是指井眼轴线超出某一铅垂平面而在三维空间中变化的定向井。三维定向井既有井斜变化，又有方位角的变化。三维定向井又可分为三维纠偏井和三维绕障井。
22.10.2020
-----精品文档------
11
二、定向井设计
（一）、井身剖面的设计原则
1、能实现钻定向井的目的；
2、应尽可能利用地层的自然造斜规律；
3、在选择造斜点、井眼曲率、最大井斜角等参数时，应有利于钻井、采油和修井作业；
4、在满足钻井目的的前提下，力求使设计的全井斜井深最短，有利于安全、优质、快速钻井，降低钻井成本；

定向井基础知识

定向井基础知识定向井基础知识一、概念部分1定向井：一口井的设计目标点，按照人为的需要，在一个既定的方向上与井口垂线偏离一定的距离的井，统称为定向井。

2井深（米：井眼轴线上任一点，到井口的井眼长度，称为该点的井深，单位为米3垂深《m》：井眼轴线上任一点，到井口所在水平面的距离，称为该点的垂深，单位为《米》4 水平位移（M）：井眼轨迹上任一点，与井口铅直线的距离，称为该点的水平位移，也称为该点的闭合距，单位为《米》严格意义上水平位移为闭合距在设计井眼轨迹上的投影位移闭合距井眼轨迹投影于水平面与设计轨迹投影于水平面的夹角井底与井口连线在水平面上的投影线的长为总闭合距（习惯叫闭合距又叫总水平位移），5、视位移（m）：水平位移在设计方位线上的投影长度，称为视位移，是绘制垂直投影图的重要参数，单位为“米”。

6、井斜角《°）：井眼轴线上任一点的井眼方向线与通过该点的重力线之间的夹角，称为该点的井斜角，单位为“度”。

7/方位角（°）：在以井眼轴线上任一点为原点的平面坐标系中，以通过该点的正北方向线为始边，按顺时针方向旋转至该点处井眼方向线在水平面上的投影线为终边，其所转过的角度称为该点的方位角，单位为“度”。

8、磁偏角：在某一地区内，其磁北极方向线与地理北极方位线之间的夹角，称为该地区的“磁偏角”，顺时针为正，逆时针为负。

磁方位校正为磁方位角加上该地区的磁偏角。

9、造斜点（KOP）：在定向井中，开始定向造斜的位置叫“造斜点”。

通常以开始定向造斜的井深来表示。

10、造斜率：表示造斜工具的造斜能力，常用“°/100m”表示。

11、井斜变化率：单位井段内井斜角的变化速度称为“井斜变化率”，常用“°/100m”表示。

12，方位变化率：单位井段内方位角的变化速度称为“方位变化率”，常用“°/100m”表示。

13、全角变化率K（狗腿度）：指的是单位井段内井眼钻进的方向在三维空间内的角度变化，它既包含了井斜角的变化又包含着方位角的变化。

定向井基本知识及防碰知识1

如图中，弯差角应为-90°，如某次测得工具面为 240 °，则实际工具面=240 ° -（-90 ° ）=330 °。如果测得工具面为L 40 °，则实际工具面=L 40 ° （-90 ° ）=R 50 ° 。
定向（扭方位）注意事项

井口印迹要清晰，测量夹角要注意判明方向。要根据当前井斜方位和施工工具面，准确估计井底的井斜方位，保证造斜（扭方位）达到预期效果。
定向井几个基本概念
普通定向井：一个井场内仅有1口最大井斜角小于60°的定向井。斜直井：用斜直钻机或斜井架完成，自井口开始井眼轨道一直是一段斜井段的定向井。
大斜度井：最大井斜角在60° ~80°范围内的定向井
水平井：最大井斜角大于或等于86° ，并保持这种井斜角钻完一定长度段的井。
定向井
长曲率半径：6° /30m 中曲率半径：6° ~20° /30m 水平井: 中短曲率半径：1° ~20° /30m 短曲率半径：1° ~10°/m
定向施工举例
方钻杆刻度线
Ø转１ Ø方
转盘刻度线钻杆（铤）刻度线
假设设计方位为120度，预计取方位超前角15度。则目标=设计方位+超前角 =120+15=135度
丈量Ø转１、 Ø方均以下刻度为基准，顺时针为正，逆时针为负。图例Ø转１为正，假设为 30度； Ø方为负值，假设为-75 度。实测工具面假设为60度（磁工具面）则定= 目标 – 工+ 转１=13５60+30=10５度转= 定＋方+反扭=10５+（-75 ）+２０=５０度（反扭角假设取20度）（钻杆钢印注意问题

根据已钻井确定合适的超前角。井斜小时工具面保证到位，避免井斜大时方位相差较多而扭方位，增加定向工作量。根据井的深浅反扭角推荐取10-40度。

定向井钻井基础知识

定向井钻井基础提纲（一）为什么要钻定向井？（二）定向井的基本概念（三）定向作业专业术语（四）井眼轴线的计算方法（五）定向井轨迹防碰（一）、为什么要钻定向井？1、在海洋钻井平台上钻丛式定向井。

控制较大面积的油气构造。

生产设施集中在平台上，节省建造平台费用。

2、勘探和开发近海岸油气田。

使钻井定向弯曲，钻达海底油气层，节约海上钻井平台的建设费用。

3、用定向井控制断层，查明油水界面或断层面的位置(c)4、避开地表障碍物，勘探和开发障碍物下方的油气田。

5、纠正已斜的井眼或绕过井内落鱼而进行侧钻。

6、打定向井探采盐丘突起下部的油气层。

含油构造有时与盐丘构造共生，部分盐丘可能直接覆盖在油藏上面，直井钻遇盐层可能导至冲蚀、钻井液漏失和腐蚀等问题。

7、井喷无法处理或油气井失火，钻定向救援井与原井衔接控制井喷或扑灭火灾。

8、钻大斜度井或水平井，防止气锥和水锥问题；增加井眼在产层中的延伸长度；增大平台的泄流面积，在裂缝性油藏9、供水井。

钻多孔底定向井多次穿过含水裂隙或沿含水裂隙钻单孔底定向井，可增加出水量。

10、开发地壳深部“干热岩”体的能量。

钻两口定向井，用水力压裂法使两井连通，形成一个地下热仓和封闭回路，用—口井向下注冷水，干热岩将冷水加热，另一口井抽出高温蒸气进行发电。

11、在煤层中钻定向排放孔抽瓦斯，保证采煤时的安全。

能钻遇多条裂缝，提高单井的产量。

12、对接连通开采可水溶性矿藏过去，在钻孔采可水溶性矿盐时，一直采用单井对流水溶采卤法，这种采卤技术存在较多缺点，如矿产回采率不足20％，卤井寿命短，产量低，采出的卤水浓度低而且不稳定等。

双井对接连通水溶采卤可克服上述一系列缺点。

数十年来，盐业系统探索了几种使两井能连通的方法(压裂法，自然溶通法等)，但并不是很理想，采用定向钻进技术实现两井对接、三井对接甚至更多的井眼对接，极大地提高采盐卤水量。

（二）定向井的基本概念1、定义定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。

定向井基本知识及防碰知识

井身结构、加快钻速。 • 垂深小、水平位移大的井，造斜点应浅，以减少
定向施工的工作量。
小位移井施工注意要领
• 小位移井一般指设计位移小于２００米的定向井。
• 小位移井施工造斜点较深，以简化井身结构、加快钻速。
• 剖面以直Байду номын сангаас（稳）为主。稳斜段通常设计为１００米以内以调节井斜方位。
• 直增剖面的前提是对钻具组合的增斜性能把握较好，避免欠井斜。
结合，相邻两井造斜点错开５０米。 • 井口间距不小于６米。（提示：严格执行钻井工程设计。）
造斜点选择考虑因素
• 直井段已发生的轨迹偏移。 • 有利于防碰。 • 下部计划实施的增斜方式及其增斜率。 • 尽量利用钻头寿命。 • 造斜点应选择比较稳定、可钻性较好的地层。 • 垂深大、水平位移小的井，造斜点应深，以简化
控制经验,考虑定向后的超前(或滞后),定向到135°比较合适.这个定向的Ф预 =135°.
再如,某井井斜25°,需要稳斜降方位,则 Ф预=L90°,注意:井斜<6°,用磁工具面定向,工具面直接摆到预定方位.
井斜>6°,用重力工具面,尽量使用扭方位施工,按照井斜和方位情况确定工具面的左右偏角度.
全力增斜0 °
举例
• 例如:某次扭方位井深1200m,井斜 18°,方位100°,需要增斜降方位, 预定工具面L60°,测得工具面 L40°,弯差角-90°,估计反扭角 35°,则:
定=Ф预- Ф工 + Ф反扭 =L60°-R50°+35°=-75°
举例
• 例如：某次定向井深８００m，井斜１°，方位１００°，预定施工到２００°，测得工具面２４０°，弯差角－９０°，估计反扭角２０°，则：

定向钻井技术基本概念,弯差角,扭方位,防碰

降斜段:井斜角随着井深的增加而减小的井段。
水平位移监督培训
目标点:设计规定的、必须钻达的地层位置，通常以地面井口为坐标原点的空间坐标系的坐标值来表示。
定向井技术
定向钻井技术
一、定向工具： 1、螺杆（直、单弯双弯螺杆等）、弯接头（常规、可变、双弯等）及井口定向工具二、测斜工具：磁力测斜仪、陀螺测斜仪定时方法：机械、电子、无磁传感器悬挂、自浮方式：单、多点；随钻（有线随钻、无线随钻MWD、LWD 等）
离井口垂线一定距离，钻达一定目标的井。
监督培训
长庆工程监督公司王保平
定向钻井技术
普通定向井：一个井场内仅有1口最大井斜角小于60°的定向井。
斜直井：用斜直钻机或斜井架完成，自井口开始井眼轨道一直是一段斜井段
的定向井。
大斜度井：最大井斜角在60° ~80°范围内的定向井
水平井：最大井斜角大于或等于86° ，并保持这种井斜角钻完一定长度段
定= φ预－φ工＋ φ反扭（钻具要相对扭转的角度）
转= 定+ 方
（方钻杆标记棱要扭到的绝对刻度）
监督培训
定向井技术
定向钻井技术
例如：某次定向井深800m，井斜１°，方位100°，预定施工到200 °，测得工具面240 °，弯差角－90 °，估计反扭角20 °，则：
定= φ预－φ工＋ φ反扭
定向钻井技术
前言钻井监督，是钻井施工质量的检查和把关者，一名合格的钻
井监督，不但要有扎实的基础知识，而且要有丰富的现场实践经验，必须熟悉钻井设备、钻井流程、钻井措施、钻井技术，具备对钻井施工各个环节做以正确的评定的能力，尤其是在定向井丛式井钻井作业监督中，掌握定向井钻井技术知识必不可少，下面，我根据自己现场工作经验及掌握的定向井知识做以讲述，力在巩固和共讨定向井知识。